兩擋 AMT 純電動汽車換擋協(xié)調(diào)控制及試驗(yàn)研究

立了詳細(xì)的純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，制定參不換擋過程的綜合協(xié)調(diào)控制方法，從允許的最大換擋最后搭建純電動汽車傳動系統(tǒng)試驗(yàn)臺架，對升擋和降試驗(yàn)結(jié)果顯示:驅(qū)動電機(jī)在固定轉(zhuǎn)速下的升降擋時間分別為0.6s新能源汽車產(chǎn)業(yè)是國家重大戰(zhàn)略布局，純電動汽車是新?lián)趸軌蛴行Ю抿?qū)動電機(jī)的高效工作區(qū)間、降低整車能耗[3-4]。但兩檔AMT存在換擋平順性丌佳，動力中斷時間長文獻(xiàn)[5-6]分析了兩擋I-AMT在純電動汽車上的應(yīng)用，通過同步器和離合器的組合或離心式離合器和干式離合器的協(xié)調(diào)控制擋；文獻(xiàn)[7]提出一種無動力中斷兩擋變速器，設(shè)計三種無動力中文獻(xiàn)[8]在單行星排結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過干式離合器和制動器兩個但是相較于傳統(tǒng)構(gòu)型的AMT變速器，上述幾種無動文獻(xiàn)[9]研究汽車AMT無離合器換擋控制，能顯著提高換但沒有建立詳細(xì)的同步器數(shù)學(xué)模型；文獻(xiàn)[11]在無離合器AMT換擋過程中采用了一種復(fù)合轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速控制算法，幵取得了較好的控制效果，但建模過程中在同步器建模及控制研究方面，文獻(xiàn)[12-13]建立了同步器詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，分析了換擋過程各階段同步器的工作狀態(tài)，但僅雙電機(jī)純電動汽車和傳統(tǒng)燃油車，未分析兩擋AMT文獻(xiàn)[14-15]建立了詳細(xì)的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，同時分析了同步器工作的各個階段力的傳遞路徑，幵且通過臺架試驗(yàn)迚行驗(yàn)證，在兩檔AMT換擋平順性的研究上，存在一些丌足，大本文建立包含電池不同步器的兩擋AMT純電動統(tǒng)模型，設(shè)計換擋過程中驅(qū)動電機(jī)參不換擋過程的綜合方法，幵通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證該協(xié)調(diào)換擋控制策略的有效性。兩擋變速箱傳遞給車輪，最終驅(qū)動汽車平穩(wěn)行（1）（2）disc為電池放電內(nèi)阻；驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩取決于油門開度不驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，可表示為:（3）（4）（5）式中:Jm和Jt分別表示電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量為變速器傳動比；θ為輸出軸轉(zhuǎn)角；dt為變速器等效轉(zhuǎn)動阻尼；（6）當(dāng)同步器撥杄處于中間位置和同步器處于分離或空行程位置時，此時同步器傳遞轉(zhuǎn)矩為零，結(jié)合套軸向運(yùn)動的加速（7）…（8）（9）（10）（11）式中:K為結(jié)合套結(jié)合時的剛度；θ為結(jié)合套不結(jié)合齒圈變速器輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)主減速器、差速器和半軸傳遞至（12）式中:m為整車質(zhì)量；g為重力加速度；α為路面坡度；f為地面滾動摩擦系數(shù)；r為輪胎半徑；i0為主減速器傳動比；純電動汽車變速器的換擋控制過程可分為轉(zhuǎn)矩相和慣性（13）摘擋前，驅(qū)動電機(jī)在由力矩模式切換至自由模式時，轉(zhuǎn)矩相結(jié)束后，將電機(jī)調(diào)至自由模式，快速實(shí)現(xiàn)摘擋，研究表明換擋過程中的轉(zhuǎn)速差控制對換擋時間和沖擊度（14）在驅(qū)動電機(jī)調(diào)速完成至同步器開始同步的這一段時間內(nèi)掛擋.掛擋完成后，根據(jù)當(dāng)前駕駛員意圖確定驅(qū)動電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，挄照滿足沖擊度要求的電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化率將驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩最后，將驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至換擋之前的值，將整車該臺架主要由驅(qū)動電機(jī)及其控制器、兩擋AMT器、轉(zhuǎn)矩傳感器、動力電池系統(tǒng)、負(fù)載電機(jī)及其控制器、況mMAfrS仿真過程分為升擋過程和降擋過程，同步器建模的物理開度下對應(yīng)的加速度曲線的交點(diǎn)獲??；NEDC市區(qū)工冴的換擋規(guī)根據(jù)在同一油門開度下兩個擋位在丌同車速對應(yīng)的電機(jī)效率曲線（N·m/r·min-1）（N·m/r·min-1）（N·m/r·min-1）（N·m/r·min-1）（N·m）/rad（N·m/r·min-1）（N·m/r·min-1）（N·m/r·min-1）（N·m）/rad（N·m/r·min-1）驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩及整車縱向沖擊度?？焖倨椒€(wěn)實(shí)現(xiàn)換擋功能,驗(yàn)證了在高加速區(qū)間段換擋控制策略果.測試結(jié)果表明，制定的換擋控制策略能夠快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)換擋，開始，至92.14s結(jié)束，換擋時間均維持在0.5s以內(nèi)；升擋過程轉(zhuǎn)速無明顯波動，降擋過程轉(zhuǎn)速略果.測試結(jié)果表明，制定的換擋控制策略能夠快速平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)換升擋過程轉(zhuǎn)速無明顯波動，降擋過程轉(zhuǎn)速稍齒輪轉(zhuǎn)速差值在一定范圍內(nèi)時開始掛擋，由同步器迚行轉(zhuǎn)速同步，在掛擋完成之后恢復(fù)轉(zhuǎn)矩至目標(biāo)值，換擋完測試流程:整個測試過程分為升擋和降擋，首先將變速器擋位設(shè)為制電機(jī)實(shí)現(xiàn)降扭，152.46s時電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩升降擋試驗(yàn)測試結(jié)果表明，所設(shè)計換擋控制策控制策略，分析換擋過程中驅(qū)動電機(jī)和同步器的工作果驗(yàn)證了所設(shè)計的換擋協(xié)調(diào)控制策略的有效性，升降擋［3］龔賢武，唐自強(qiáng)，馬建，等.兩擋純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)匹配不（3）:310—315.（InChinese）［4］王峰，方宗德，祝小元.純電動汽車新型動力傳動裝置的匹配仿真不優(yōu)化［5］劉拂曉，趙韓，江昊.純電動汽車AMT換擋規(guī)律及仿真研究［J］.合肥（NaturalSciences2013，36（11）:1281—3448.（InChinese）overrunningclutchforlightelectricvehicle［J］.Mechanisnoveltwo-speedtransmissionforelectricvehicles［8］NGUYENTS，宋健，方圣楠，等.電兩擋變速器仿真不試驗(yàn)［J］.清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版2017，57speedautomaticmechanicaltransmissionforelectricvehicles［J］.JournalofTsinghuaUniversity（ScienceandTechnology2017，（3）:487—496.［10］王洪亮，劉海鷗，關(guān)超華，等.重型車輛AMT換擋過程控制方法研［16］江昊，趙韓，黃康，等.純電動汽車經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律仿真研究［J］.汽車Chines